近日，國內首臺漂浮式海上風機再次取得重大突破，“三峽引領號”漂浮式海上風電試驗樣機結束海上施工任務，已具備并網條件。業內人士表示，這意味著漂浮式海上風電即將進入商業化。

 

 

隨著近岸資源的開發趨于飽和，海上風電產業逐步走向深遠海，發展漂浮式風電技術是不錯的選擇。業內人士表示，“由陸向海、由淺到深、由固定基礎向漂浮式平臺”發展，成為未來風電場建設的必然趨勢。

 

“未來海上風電的資源更多地在于深海或深遠海，在謀求平價的同時，加大漂浮式風機技術等前沿技術研究勢在必行。”中國海上風電協會副會長兼秘書長翟恩地表示，目前，企業、高校、科研院所都在積極推動漂浮式海上風電技術持續進步，為漂浮式海上風電的健康發展及商業化應用匯集力量。

 

“從儲量上看，我國漂浮式海上風電潛力非常巨大。”中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司浮式風電裝備研制總設計師董曄弘說，根據初步研究，我國深遠海地區風能儲量是近海的3倍以上。“ 走向深海、遠海，是海上風電產業的一大方向，漂浮式海上風電技術的不斷突破讓這一設想成為現實。”

 

中國華能集團清潔能源技術研究院院長助理郭辰說，漂浮式海上風電是我國深遠海風電開發的必然選擇，“因為新的近海資源十分有限；深遠海風電開發潛力約為5億千瓦，約占海上風電開發潛力的70%；深遠海風資源更好，湍流強度和海面粗糙度比近海小。”

 

隨著相關技術的不斷突破，以及漂浮式海上風電進入工程樣機時代，漂浮式風電市場潛力將釋放，預計到2025年達到20兆瓦，到2030年達到近500兆瓦。

 

“到2025年，我國或將迎來第一個可商業化運行的漂浮式海上風電場。” 董曄弘表示，“我國漂浮式海上風電市場尚處起步階段，應與現有的固定式海上風電市場分開看待，將是全新的藍海。”

 

 

有測算認為，只要能夠開發全球海上風電資源的1%，就能夠滿足全球約10%的電力需求。站在“風口浪尖”的漂浮式海上風電究竟好在哪里？

 

翟恩地說，漂浮式海上風電機組具有適應水深廣、機位部署更加靈活、可在岸上完成整體組裝、海上施工安裝便捷、可完全拆解與遷移、可搭載更大功率風電機組等優點。

 

“漂浮式海上風電技術優勢頗為明顯。”郭辰說，漂浮式海上風電只受水深影響，海床地址條件限制小，選址靈活。同時，可以岸上組裝，減少施工時間和成本。此外，對環境影響小，可完全拆除。

 

董曄弘表示，與當前主流的固定式海上風電技術相比，漂浮式海上風電技術適用于更加廣闊的海上空間，不受海床地質條件影響，在50米及以上水深區域，更加具備成本優勢。同時，其安裝施工對環境的影響相對較小，風機選址相對更加靈活。

 

 

盡管相關技術優勢頗為明顯，但漂浮式海上風電發展是一條充滿荊棘的道路，普遍面臨技術、成本以及產業鏈成熟度低等困難。

 

“漂浮式風機技術面臨著主尺寸設計、整機設計、系泊/電纜布置、一體化載荷分析、基礎結構校核以及建造安裝運維等方面的技術痛點。”翟恩地說，“其中整機方面的挑戰，來源于機組運動幅度、速度、加速度，承受更大載荷，控制策略對發電量及載荷影響較大，控制器需要調整以避免不利的緩沖、機組適用性需要驗證等方面；一體化載荷分析，需要同時考慮基礎濕表面外殼的時域水動力載荷、完整的基礎結構和塔架模型、動態系泊系統、整機模型等因素。”

 

“由于漂浮式基礎穩定性相對較弱，在運行過程中可能存在傾斜、位移等問題，這對風機等相關設備提出了更高的要求，不僅需要一定的加固、密封等優化措施，而且要對控制系統作出一定的調整，以適應更加復雜的海上環境。” 董曄弘說。

 

郭辰也表示，漂浮式海上風電關鍵技術，包括浮體基礎、動態海纜、漂浮式海上風電機組、系泊系統等方面，其中漂浮式海上風電機組面臨著深海環境條件復雜、大容量漂浮式機組設計制造、浮式風電裝備制造及運行工況復雜等挑戰。

 

針對目前漂浮式風電發展瓶頸，翟恩地說，行業企業需要通過樣機建設積累技術優勢和優化創新，加大漂浮式風機系統多變量耦合技術、過渡水深環境條件下系泊系統設計技術、風機—浮式基礎—系泊系統一體化全耦合載荷分析技術、漂浮式海上風電施工技術與裝備關鍵技術等研發力度，提升技術成熟度，帶動整個產業鏈的完善。

 

董曄弘也表示，通過技術進步，尋求漂浮式海上風電整體設計在成本、性能及可靠性之間存在矛盾的解決方案。同時在綜合利用方面，可結合深遠海漁業、石油開采、海水淡化等多模式考慮。

 

郭辰說，行業應有效整合資源，聯合產業鏈開展技術研發，推動技術升級，并打造漂浮式海上風電樣機示范工程及漂浮式示范風電場，以推動漂浮式海上風電盡快商業化。